Опис документа

Автор: Кондратьева М.А., Лобанова О.Н., Орлов К.А., Пантелеев А.А., Хоружий О.В.

Описаны наиболее перспективные возобновляемые источники энергии, основанные на мембранных процессах с использованием градиента солености воды. Энергия получается благодаря разнице осмотического давления, которая возникает при переходе через полупроницаемую мембрану молекул воды из раствора с низкой концентрацией соли в более концентрированный раствор, что можно наблюдать, например, при смешении речной и морской воды. В результате повышается объемный расход воды и вырабатывается энергия путем сброса давления через гидротурбину. Проведена теоретическая оценка максимально возможной производительности установки при применении существующих в настоящее время мембран. Представлена простейшая схема преобразования осмотической энергии в электрическую. Выявлены две фундаментальные задачи, которые необходимо решить, чтобы создать высокоэффективную осмотическую машину, а именно уменьшить технологические потери, связанные с механическими потерями в насосе, турбине, затраты на предварительную подготовку речной и морской воды, а также найти оптимальное соотношение потоков "пресная вода-соленая вода". Получено выражение для определения потока воды через мембрану в зависимости от потока морской воды при заданном осмотическом и рабочем давлении. Установлен диапазон оптимального соотношения потоков "пресная вода-соленая вода" путем построения модели потоков в мембранном элементе. Определены области параметров, в которых производимая мощность будет максимальной. Представлен расчет экономической эффективности работы осмотической электростанции на примере станции, построенной в Норвегии. Проведен анализ этой станции, и предложены методы повышения ее эффективности.